JPH08306786A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH08306786A
JPH08306786A JP13722795A JP13722795A JPH08306786A JP H08306786 A JPH08306786 A JP H08306786A JP 13722795 A JP13722795 A JP 13722795A JP 13722795 A JP13722795 A JP 13722795A JP H08306786 A JPH08306786 A JP H08306786A
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semiconductor device
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Akishige Murakami
明繁 村上
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a semiconductor device in which the fabrication yield does not decrease even if the overlap margin of a wide interconnection/hole is set on the order of overlap margin for fine pattern interconnection/hole. CONSTITUTION: In an interconnection structure where wide lines 11 and 12, e.g. a power supply line and an earth line, are connected vertically through a plurality of holes 13, 13 made through an interlayer insulation layer of SiO2 , SiN, etc., the width W11, W12 of the line 11, 12 is set at 10μm or less at the joint. With such structure, shrinkage of resist by UV cure can be suppressed at the joint.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、詳し
くは、半導体装置の配線部の構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a structure of a wiring portion of the semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路の高集積化・高密度化が進むに
つれ、メモリーセル・論理回路等においては、相互接続
のためのメタル配線の線幅も微細化してきた。サブハー
フミクロン世代(64Mビット)においては0.45〜
0.80μm程度の幅のメタル配線が用いられるように
なった。
2. Description of the Related Art With the progress of higher integration and higher density of integrated circuits, in memory cells, logic circuits, etc., the line width of metal wiring for interconnection has been miniaturized. 0.45 in sub-half micron generation (64 Mbit)
Metal wiring having a width of about 0.80 μm has come to be used.

【0003】しかしながら、周辺回路の電源ラインでは
所要の電流を流す必要があるためや、アースラインでは
ノイズを防ぐため、数十〜200μm以上の幅を持つ幅
広のメタル配線も同時に使用されている。
However, a wide metal wiring having a width of several tens to 200 μm or more is also used at the same time in order to supply a required current in the power supply line of the peripheral circuit and to prevent noise in the ground line.

【0004】また、サブハーフミクロン世代以降では、
基板と配線および配線間を接続するコンタクトホール・
スルーホールの微細化も進み、Alによるホール埋込み
が困難となるため、Wデポとエッチバックを利用したプ
ロセスや、W選択CVD法による埋込みメタルが採用さ
れてきた。これらの方式では、エッチバックでのリセス
量を低減するため、また選択CVD法での堆積時間を一
定とするためホール径を一定(ホール径を1種類とす
る)にしなければならない。
In the sub-half micron generation and later,
Contact holes that connect the board to the wiring and between the wiring
Since the miniaturization of through holes is progressing and it becomes difficult to fill holes with Al, a process using W deposition and etch back or a buried metal by W selective CVD method has been adopted. In these methods, in order to reduce the recess amount in the etch back and to keep the deposition time in the selective CVD method constant, the hole diameter must be constant (the hole diameter is one type).

【0005】そのため微細配線間の接続のみならず、幅
広の配線間の接続においても、微細なホールをアレイ状
に並べて接続する方式を取る必要がある。一般的に配線
/ホール間のオーバーラップマージンは微細配線上のホ
ールの抵抗によって規定される。
Therefore, not only in the connection between the fine wirings but also in the connection between the wide wirings, it is necessary to adopt a method of arranging and connecting the fine holes in an array. Generally, the wiring / hole overlap margin is defined by the resistance of the holes on the fine wiring.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】フォトリソグラフィー
とエッチングプロセスを見ると、主にAl合金からなる
メタル配線をレジストをマスクとしてドライエッチング
により加工する場合、ドライエッチング中にレジストが
熱変形することを防ぐため、予めUV光を照射しながら
150〜200℃でレジストを熱硬化させる(UVキュ
ア)ことが行われている。
Looking at photolithography and etching processes, when metal wiring mainly made of Al alloy is processed by dry etching using a resist as a mask, it is possible to prevent thermal deformation of the resist during the dry etching. Therefore, the resist is thermally cured (UV cure) at 150 to 200 ° C. while being irradiated with UV light in advance.

【0007】微細なメタル配線ではUVキュアによりレ
ジストは熱硬化するが、電源ライン等の幅広のメタル配
線では、UVキュア中にレジストは熱硬化するとともに
熱収縮(シュランク)を顕著に起こし、エッチング後で
は微細配線で規定される配線/ホールのオーバーラップ
マージン(一般的にサブハーフミクロン世代では0.3μ
m以下)と同程度のオーバーラップマージンで設計した
場合でアレイ状に並べたときに、最外周のホールがメタ
ル配線から外れ、ショート不良を招く恐れがある。よっ
て幅広メタルでは、別途に大きな配線/ホールのオーバ
ーラップマージンを定める必要がある。
In fine metal wiring, the resist is thermally cured by UV curing, but in wide metal wiring such as a power supply line, the resist is thermally cured during UV curing and heat shrinkage (shrank) remarkably occurs. The wiring / hole overlap margin defined by fine wiring (generally 0.3μ in the sub-half micron generation)
(m or less), the holes on the outermost periphery may be dislocated from the metal wiring and may cause a short circuit defect when they are arranged in an array in the case of designing with an overlap margin of the same order. Therefore, for wide metal, it is necessary to separately set a large wiring / hole overlap margin.

【0008】また他に、特開平3−196631号公報
には、図5に示すようにメタル配線の内側にスリット1
12を設けることにより、実質的に幅広のメタル配線で
はない形状とした半導体集積回路が開示されている。な
お、図5において110は下層配線、111は上層配
線、114は細状配線である。しかし、この構成では接
続部にスリットを設けないため、UVキュアによりレジ
ストのシュランクが顕著に起き、やはり別途に大きな配
線/ホールのオーバーラップマージンを定める必要があ
る。
In addition, in Japanese Patent Laid-Open No. 3-196663, a slit 1 is formed inside a metal wiring as shown in FIG.
There is disclosed a semiconductor integrated circuit having a shape which is not substantially wide metal wiring by providing 12. In FIG. 5, 110 is a lower layer wiring, 111 is an upper layer wiring, and 114 is a fine wiring. However, in this structure, since the slit is not provided in the connection portion, the resist is significantly shrunken by UV curing, and it is necessary to separately determine a large wiring / hole overlap margin.

【0009】本発明は前述の欠点を考慮してなされたも
ので、その目的は、電源ラインやアースライン等の幅広
の配線の接続部において、UVキュアによるレジストの
シュランクを抑制することにより、幅広の配線/ホール
のオーバーラップマージンを、微細配線で規定される配
線/ホールのオーバーラップマージンと同程度にしても
歩留を低下させない構造を有する半導体装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned drawbacks, and an object thereof is to widen the width by connecting the wide wirings such as the power supply line and the earth line by suppressing the resist shrank due to UV curing. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having a structure that does not reduce the yield even if the overlap margin of the wiring / hole is about the same as the overlap margin of the wiring / hole defined by the fine wiring.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の半導体
装置は、層間絶縁膜にある複数のホールを介して上下に
接続される配線において、接続部の配線幅が10μm以
下であることを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device according to the first aspect, wherein wirings connected in a vertical direction through a plurality of holes in an interlayer insulating film have a wiring width of 10 μm or less at a connecting portion. Characterize.

【0011】請求項2に記載の半導体装置は、請求項1
に係る配線において、一本の配線での接続部の配線幅と
接続部以外の配線幅が等しいことを特徴とする。
A semiconductor device according to a second aspect is the semiconductor device according to the first aspect.
The wiring according to the present invention is characterized in that the wiring width of the connection portion in one wiring is equal to the wiring width of the portion other than the connection portion.

【0012】請求項3に記載の半導体装置は、請求項1
または2において、一本の配線が複数の配線に分割さ
れ、分割された各々の配線の接続部の幅が10μm以下
であることを特徴とする。
A semiconductor device according to a third aspect is the semiconductor device according to the first aspect.
In item 2 or 2, one wiring is divided into a plurality of wirings, and a width of a connection portion of each of the divided wirings is 10 μm or less.

【0013】以下、本発明に係る半導体装置の構成・作
用について具体的に説明する。サブハーフミクロン世代
では配線も0.45〜0・80μm程度の微細配線にな
るため、ドライエッチングで加工を行うのが一般的であ
る。現在主流となっているi線用のノボラックタイプの
レジストでは130〜140℃程度の熱耐性しか持って
いないため、UVキュアによる熱硬化をさせない場合は
配線のドライエッチング中にレジストが熱変形を起こ
し、配線が細ったり最悪の場合、断線が生じる等の配線
の形状劣化を招く。これらを防ぐため、UVキュアによ
るレジストの熱硬化が必要不可欠となる。
The structure and operation of the semiconductor device according to the present invention will be specifically described below. In the sub-half micron generation, the wiring is also fine wiring of about 0.45 to 0.80 μm, so it is common to perform processing by dry etching. The current mainstream novolak type resist for i-line has a heat resistance of only 130 to 140 ° C, so if it is not cured by UV cure, the resist will be thermally deformed during dry etching of the wiring. In the worst case, if the wiring is thin, the shape of the wiring is deteriorated such as disconnection. In order to prevent these, heat curing of the resist by UV curing is essential.

【0014】一般にUVキュアの温度が高くなると、レ
ジスト自体の熱耐性は向上するが、200℃以上では熱
耐性はほぼ一定となる。一方、幅広のレジストでのシュ
ランクはUVキュア温度が高くなるにつれて顕著にな
り、200°程度でも飽和しない。そのため一般的には
UVキュアは150〜220℃で行われる。
Generally, when the temperature of UV cure increases, the heat resistance of the resist itself improves, but at 200 ° C. or higher, the heat resistance becomes almost constant. On the other hand, schrank in a wide resist becomes remarkable as the UV curing temperature becomes higher, and it does not saturate even at about 200 °. Therefore, UV curing is generally performed at 150 to 220 ° C.

【0015】本発明者らは、この温度範囲での配線幅と
シュランクの程度の関係を調べた。シュランクの程度を
設計寸法からのレジストの後退量で規定し、レジスト線
幅とシュランクの関係を図4に示す。レジスト線幅が1
0μmを超えるとシュランクが顕著に現れ、10μm以
下では微細配線で規定される配線/ホールのオーバーラ
ップマージン(サブハーフミクロン世代では0.3μm
程度)と比較し、シュランクは十分小さいことを見出し
た。つまり、微細配線での配線/ホールのオーバーラッ
プマージンと同程度のオーバーラップマージンを幅広配
線に採用することを考えると、配線幅を10μm以下と
することによってシュランクによるレジストの後退を抑
制でき、ほぼ設計寸法に配線を加工(設計寸法に比較し
て0.1〜0.2μm細る程度に加工)できることを見
出した。よって、幅広の配線で別途に大きな配線/ホー
ルのオーバーラップマージンを設定しなくても歩留は低
下しないことがわかった。
The present inventors investigated the relationship between the wiring width and the degree of shrank in this temperature range. The degree of shrunking is defined by the amount of resist receding from the design dimension, and the relationship between resist line width and shrunking is shown in FIG. Resist line width is 1
When it exceeds 0 μm, shrank appears remarkably, and when it is 10 μm or less, the wiring / hole overlap margin defined by fine wiring (0.3 μm in the sub-half micron generation).
It was found that Schrank was sufficiently small compared to (degree). In other words, considering that an overlapping margin similar to that of a fine wiring is used for a wide wiring, by setting the wiring width to 10 μm or less, receding of the resist due to shrank can be suppressed, and It has been found that the wiring can be processed to the design size (working can be made to a thickness of 0.1 to 0.2 μm smaller than the design size). Therefore, it was found that the yield does not decrease even if a wide wiring / hole overlap margin is not separately set for a wide wiring.

【0016】本発明の半導体装置の構成例を図1に示
す。本例はSiO2 、SiN等の層間絶縁膜にある複数
のホール13,13,…を介して電源ラインやアース等
の線幅の広い配線11と配線12が上下に接続されてい
ることを示している。配線11,12の接続部での配線
幅をW11,W12とすると、W11,W12のいずれ
も10μm以下となっている。この構成を取ることによ
り、接続部でのレジストのUVキュアによるシュランク
を抑制できるため、配線/ホールのオーバーラップマー
ジンを、微細配線で規定される配線/ホールのオーバー
ラップマージンと同程度にすることができる。
FIG. 1 shows an example of the configuration of the semiconductor device of the present invention. This example shows that a wide wiring 11 and a wiring 12 such as a power line and a ground are vertically connected through a plurality of holes 13, 13, ... In an interlayer insulating film of SiO 2 , SiN or the like. ing. Assuming that the wiring widths at the connecting portions of the wirings 11 and 12 are W11 and W12, both W11 and W12 are 10 μm or less. By adopting this configuration, it is possible to suppress the shrinkage due to the UV curing of the resist at the connection portion, so that the overlap margin of the wiring / hole is made approximately the same as the wiring / hole overlap margin defined by the fine wiring. You can

【0017】本発明に係る配線は、主にAlまたはAl
合金から構成されるのが良い。AlまたはAl合金から
構成されると配線抵抗を小さくできる。そのため電源ラ
インやアースライン等の配線幅を比較的容易に小さくす
ることができる。なお、Al合金としてはAlSi,A
lSiCu,AlCu,AlPd等が適している。
The wiring according to the present invention is mainly composed of Al or Al.
Good to be composed of alloys. Wiring resistance can be reduced by using Al or an Al alloy. Therefore, the wiring width of the power supply line, the ground line, etc. can be relatively easily reduced. As the Al alloy, AlSi, A
lSiCu, AlCu, AlPd, etc. are suitable.

【0018】また、配線は主にAlまたはAl合金から
構成される層と、他の金属または合金との多層配線で構
成されていても良い。特に幅広の配線と微細な配線を同
一レイヤーに混在させる場合、主にAlまたはAl合金
から構成される層が最上層にあると、フォトリソグラフ
ィーにおいてハレーションによるノッチングのため染料
入りレジストを使わざるを得ないため、解像度が不足し
配線幅を小さくできない。そのため一般的には、配線の
最上層に反射防止膜を積層化する。当然幅広の配線も微
細配線と同じレイヤーに混在するため、反射防止膜が積
層化されるが、機能上何ら問題はないので、反射防止膜
を除去する必要はない。反射防止膜としてはTiN,T
iW等が用いられる。あるいは、配線のエレクトロマイ
グレーションの抑制のため主にAlまたはAl合金から
構成される層の片側または両側をTiW,TiN等の層
で積層化してあっても良い。
The wiring may be composed of a multi-layer wiring mainly composed of Al or an Al alloy and another metal or alloy. In particular, when a wide wiring and a fine wiring are mixed in the same layer, if a layer mainly composed of Al or an Al alloy is in the uppermost layer, a dye-containing resist must be used for notching by halation in photolithography. Therefore, the resolution is insufficient and the wiring width cannot be reduced. Therefore, generally, an antireflection film is laminated on the uppermost layer of the wiring. Naturally, the wide wiring is mixed in the same layer as the fine wiring, so that the antireflection film is laminated. However, there is no problem in terms of function, and it is not necessary to remove the antireflection film. TiN, T as an antireflection film
iW or the like is used. Alternatively, one or both sides of a layer mainly composed of Al or Al alloy may be laminated with a layer of TiW, TiN or the like in order to suppress electromigration of wiring.

【0019】図2に本発明の半導体装置の別の構成例を
示す。本例はSiO2 、SiN等の層間絶縁膜にある複
数のホール43を介して接続される配線41,42にお
いて、一本の配線での接続部の配線幅と接続部以外の配
線幅が等しく、配線幅W41とW42が10μm以下と
なっている。
FIG. 2 shows another structural example of the semiconductor device of the present invention. In this example, in the wirings 41 and 42 connected through a plurality of holes 43 in the interlayer insulating film such as SiO 2 or SiN, the wiring width of the connection portion of one wiring is equal to the wiring width of the portion other than the connection portion. The wiring widths W41 and W42 are 10 μm or less.

【0020】一般に配線幅の急激な細りは、エレクトロ
マイグレーションを加速すると言われている。よって、
本構成を取ることにより幅広の配線が接続部で急激に小
さくなることを防ぐことが可能となるため、エレクトロ
マイグレーションによる配線の断線を抑制でき、長期的
な信頼性が向上する。なお、本例では上下の配線とも接
続部と接続部以外での配線幅が同じであるが、片側の配
線のみ接続部と接続部以外での配線幅が同じ場合も本発
明の効果が期待されるので、本発明に含まれるものとす
る。
It is generally said that the rapid narrowing of the wiring width accelerates electromigration. Therefore,
By adopting this configuration, it is possible to prevent a wide wiring from being abruptly reduced at the connection portion, so that disconnection of the wiring due to electromigration can be suppressed and long-term reliability is improved. In this example, the upper and lower wirings have the same wiring width in the connecting portion and the portions other than the connecting portion, but the effect of the present invention is expected even when the wiring width in the connecting portion and the portion other than the connecting portion is the same only on one side. Therefore, it is included in the present invention.

【0021】図3に本発明の半導体装置の更に別の構成
例を示す。本例は、一本の配線52が複数の配線52
a,52b,52cに分割され、層間絶縁膜にある複数
のホール53a,53b,53cを介して配線51と接
続されている。分割後の配線52a,52b,52cは
接続部の配線幅が10μm以下となっている。本構成を
取ることにより電源ラインでは配線の電流容量が増加
し、またアースラインではノイズに強くなる。
FIG. 3 shows still another configuration example of the semiconductor device of the present invention. In this example, one wiring 52 is a plurality of wirings 52.
It is divided into a, 52b and 52c and is connected to the wiring 51 through a plurality of holes 53a, 53b and 53c in the interlayer insulating film. The wirings 52a, 52b, 52c after the division have a wiring width of 10 μm or less at the connecting portion. By adopting this configuration, the current capacity of the wiring is increased in the power supply line, and the earth line is resistant to noise.

【0022】なお、本例では分割された配線が3本とな
っているが、複数本であれば問題はない。また、本例で
は上層配線のみが分割されているが、下層配線が分割さ
れても、上層・下層配線の両方が分割されても本発明に
含まれるものとする。さらに、分割された配線の一部ま
たは全部が接続部を通った後、再び結合される場合も本
発明に含まれるものとする。
In this example, the number of divided wirings is three, but if there are a plurality of wirings, there is no problem. Further, in this example, only the upper layer wiring is divided, but it is assumed that the present invention includes the division of the lower layer wiring and the division of both the upper layer and lower layer wirings. Further, the present invention includes the case where some or all of the divided wirings are connected again after passing through the connection portion.

【0023】図1,2および3の構成例においては、幅
広の配線同士が複数のホールを介して接続されている
が、配線と半導体基板の接続においても、本発明の効果
は同様に期待できる。よって、少なくとも接続される一
方が配線であれば、本発明に含まれるものとする。
In the configuration examples shown in FIGS. 1, 2 and 3, wide wirings are connected to each other through a plurality of holes, but the effect of the present invention can also be expected in the connection of the wirings and the semiconductor substrate. . Therefore, if at least one connected is a wiring, it is included in the present invention.

【0024】[0024]

【実施例】次に、本発明の実施例および比較例について
説明する。 実施例1 半導体基板(シリコンウエハー)上に配線が未形成のゲ
ート長0.35μmのCMOSからなるメモリセルと周
辺回路を形成した後、CVD法によりBPSGを600
0Å成膜し1層目の層間絶縁膜とした。その後、ソース
・ドレインおよびゲート上の層間絶縁膜に0.4μmの
コンタクトホールを開口し、Tiをスパッタ法により4
00Å成膜し、850℃のアニールによりソース・ドレ
インをシリサイド化し低抵抗化した。その後、WF6
スを水素還元するCVD法によりWを8000Å成膜
し、引き続きSF6 とArガスを用いたエッチバックに
よりコンタクトホールにWを埋め込んだ。そして、スパ
ッタ法によりAlSiCuを5500Åおよび上層にT
iNを400Å成膜した。その後、レジストを1.6μ
m塗布し、フォトリソグラフィーによってレジストマス
クを形成し、150〜200℃のUVキュアを経てレジ
ストを熱硬化した後、Cl2 とBCl3 ガスを用いたド
ライエッチングにより1層目の配線を加工した。
EXAMPLES Next, examples of the present invention and comparative examples will be described. Example 1 After forming a memory cell made of a CMOS having a gate length of 0.35 μm and a peripheral circuit in which wiring is not formed on a semiconductor substrate (silicon wafer), BPSG of 600 is formed by a CVD method.
A 0Å film was formed to form the first interlayer insulating film. After that, a 0.4 μm contact hole is opened in the interlayer insulating film on the source / drain and the gate, and Ti is sputtered to 4
A 00Å film was formed, and the source / drain was silicided by 850 ° C. annealing to reduce the resistance. After that, 8000 liters of W was formed by the CVD method of reducing WF 6 gas with hydrogen, and then W was buried in the contact hole by etchback using SF 6 and Ar gas. Then, the AlSiCu is sputtered at 5500 Å and the upper layer is T
iN was formed into a 400Å film. After that, remove the resist by 1.6μ
m coating, a resist mask was formed by photolithography, the resist was thermally cured through UV curing at 150 to 200 ° C., and then the first layer wiring was processed by dry etching using Cl 2 and BCl 3 gas.

【0025】なお、1層目の配線はメモリセル領域上で
は0.50μm幅で配線されており、周辺回路の電源ラ
インとアースラインでは2層目の配線と接続される領域
では配線幅が5μm、その他の領域では20μm幅で配
線されている。
The wiring of the first layer is wired with a width of 0.50 μm in the memory cell area, and the wiring width is 5 μm in the area connected to the wiring of the second layer in the peripheral circuit power supply line and ground line. In other areas, the wiring has a width of 20 μm.

【0026】1層目の配線を加工した後、CVD法によ
りNSGを8000Å成膜し2層目の層間絶縁膜とし
た。2層目の層間絶縁膜上にフォトリソグラフィーによ
り厚さ1.2μmのレジストマスクを形成した後、CH
3 とArガスを用いたドライエッチングにより2層目
の層間絶縁膜に0.50μmのホール(スルーホール)
を設けた。なお、周辺回路の電源ラインとアースライン
ではスルホール1が、スルーホール/配線のオーバーラ
ップが配線幅によらず0.3μmとなるようにアレイ状
に配置している。
After processing the wiring of the first layer, NSG was formed into a film of 8000 Å by a CVD method to form an interlayer insulating film of the second layer. After forming a 1.2 μm thick resist mask by photolithography on the second interlayer insulating film, CH
0.50 μm hole (through hole) in the second interlayer insulating film by dry etching using F 3 and Ar gas
Was provided. In the peripheral circuit power supply line and ground line, the through holes 1 are arranged in an array so that the through hole / wiring overlap is 0.3 μm regardless of the wiring width.

【0027】その後、前述と同様に上記スルーホール1
を、Wデポジションおよびエッチバックプロセスにより
Wによって埋め込み、さらに1層目の配線と同様のプロ
セスで2層目の配線を形成した。なお、2層目の配線は
メモリセル領域上では0.60μm幅で配線されてお
り、周辺回路の電源ラインとアースラインでは、1層目
の配線と接続される領域では配線幅が5μm、3層目の
配線と接続される領域では配線幅が10μm、その他の
領域では20μm幅で配線されている。
After that, the above-mentioned through hole 1 is carried out as described above.
Was filled with W by a W deposition and etch back process, and a second layer wiring was formed by the same process as the first layer wiring. The wiring of the second layer has a width of 0.60 μm in the memory cell area, and the wiring width of the power supply line and the ground line of the peripheral circuit is 5 μm in the area connected to the wiring of the first layer. The wiring width is 10 μm in the region connected to the wiring of the layer and 20 μm in the other regions.

【0028】2層目の配線を加工した後、前述と同様に
NSGを8000Å成膜し、3層目の層間絶縁膜とし
た。3層目の層間絶縁膜にフォトリソグラフィーおよび
ドライエッチングにより0.50μmのスルーホール2
を設けた。周辺回路の電源ラインとアースラインでは配
線幅5μmおよび配線幅10μmにおいて、配線/スル
ーホールとスルーホール/配線のオーバラップが配線幅
によらず0.3μmとなるように、スルーホール2をア
レイ状に配置した。なお、周辺回路にあるスルーホール
2の一部は2層目、3層目の層間絶縁膜を介して1層目
の配線と3層目の配線を直接接続するものである。その
場合の配線/スルーホールのオーバーラップも配線幅に
よらず0.3μmとした。
After the wiring of the second layer was processed, NSG was formed into a film of 8000 Å in the same manner as described above to form an interlayer insulating film of the third layer. A 0.50 μm through hole 2 is formed on the third interlayer insulating film by photolithography and dry etching.
Was provided. In the peripheral circuit power line and ground line, the through holes 2 are arrayed so that the wiring / through hole and the through hole / wiring overlap is 0.3 μm regardless of the wiring width when the wiring width is 5 μm and the wiring width is 10 μm. Placed in. A part of the through hole 2 in the peripheral circuit directly connects the wiring of the first layer and the wiring of the third layer through the interlayer insulating films of the second and third layers. In that case, the wiring / through hole overlap was also set to 0.3 μm regardless of the wiring width.

【0029】その後、前述と同様に上記スルーホール2
にWを埋め込み、さらに2層目の配線と同様のプロセス
で3層目の配線を形成した。なお、3層目の配線はメモ
リセル領域上では0.80μm幅で配線されており、周
辺回路の電源ラインとアースラインでは2層目の配線と
接続される領域では配線幅が10μm、その他の領域で
は100μm幅で配線されている。その後、CVD法に
よりNSGを5000Å、SiNを3000Å成膜し、
パッシベーション膜とした。そして、パッドをドライエ
ッチングで開口し、素子を完成させた。
After that, the above-mentioned through hole 2 is formed as described above.
Then, W was embedded therein, and a wiring for the third layer was formed by the same process as the wiring for the second layer. The wiring of the third layer has a width of 0.80 μm on the memory cell area, and the wiring width of the power supply line and the ground line of the peripheral circuit is 10 μm in the area connected to the wiring of the second layer. In the region, the wiring is 100 μm wide. After that, 5000 Å of NSG and 3000 Å of SiN are formed by the CVD method,
It was used as a passivation film. Then, the pad was opened by dry etching to complete the device.

【0030】比較例1 周辺回路の電源ラインとアースラインにおいては1層
目、2層目、3層目の配線で配線幅を上下の配線との接
続部とその他の場所で同じにした素子を、同様のプロセ
スで作製した。周辺回路の電源ラインとアースラインの
配線幅は1層目で20μm、2層目で20μm、3層目
で100μmとした。周辺回路の電源ラインとアースラ
インの接続部でのコンタクトホール、スルーホール1、
スルーホール2の配置は、コンタクトホール/配線、配
線/スルーホールおよびスルーホール/配線のオーバー
ラップマージンを0.3μmとするようにアレイ状に配
置した。上記のオーバーラップマージンを取ると、配線
のエッチング後において、スルーホールアレイのうちの
最外周のスルーホールは配線の外側に位置される。
Comparative Example 1 In the peripheral circuit power supply line and ground line, the elements in which the wiring widths of the first, second and third wirings are the same at the connecting portions with the upper and lower wirings and at other places are used. , Was manufactured by the same process. The wiring width of the power supply line and the ground line of the peripheral circuit was set to 20 μm in the first layer, 20 μm in the second layer, and 100 μm in the third layer. Contact hole at the connection between the power line and the ground line of the peripheral circuit, through hole 1,
The through holes 2 were arranged in an array so that the overlap margin of the contact hole / wiring, the wiring / through hole and the through hole / wiring was 0.3 μm. When the above-mentioned overlap margin is taken, the outermost through hole of the through hole array is located outside the wiring after the wiring is etched.

【0031】比較例2 周辺回路の電源ラインとアースラインにおいて1層目、
2層目、3層目の配線で配線幅を上下の配線との接続部
とその他の場所で同じにした素子を、同様のプロセスで
作製した。配線幅は1層目で20μm、2層目で20μ
m、3層目で100μmとした。周辺回路の電源ライン
とアースラインにおいて配線の接続部でのコンタクトホ
ール、スルーホール1,スルーホール2の配置は、UV
キュアでのレジストのシュランクによる配線の細りを考
慮して、配線/スルーホールおよびスルーホール/配線
のオーバーラップマージンを3.0μmとしてアレイ状
に配置した。上記のオーバーラップマージンを取ると、
配線のエッチング後においてもスルーホールアレイはす
べて配線内に位置される。実施例1と比較例1,2の歩
留を評価した。結果を[表1]に示す。
Comparative Example 2 First layer in the power supply line and ground line of the peripheral circuit,
An element having the same wiring width in the second layer and the third layer as the connecting portion with the upper and lower wirings and in other places was manufactured by the same process. Wiring width is 20μm for the first layer and 20μ for the second layer
The third layer has a thickness of 100 μm. The arrangement of the contact hole, the through hole 1 and the through hole 2 at the connection portion of the wiring in the power supply line and the earth line of the peripheral circuit is UV.
In consideration of the thinning of the wiring due to the shrinkage of the resist during curing, the wiring / through hole and the through hole / wiring overlap margin was set to 3.0 μm and arranged in an array. Taking the overlap margin above,
Even after the wiring is etched, the through hole array is entirely located in the wiring. The yields of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were evaluated. The results are shown in [Table 1].

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】実施例1は比較例1と比較し歩留が高く、
幅広の配線/ホールのオーバーラップマージンを微細配
線での配線/ホールのオーバーラップマージンと比較し
て大きくした比較例2と同等の歩留を示した。比較例1
での歩留低下の主な要因は、周辺回路での配線の外に配
置されるスルーホール2を介しての半導体基板と3層目
の配線の短絡である。よって、上記実施例1のように、
本発明の幅広の配線の接続部において配線幅を10μm
以下とすることにより、UVキュアによりレジストのシ
ュランクを抑制することができ、幅広の配線/ホールの
オーバーラップマージンを微細な配線/ホールのオーバ
ーラップマージンと同程度に定めても歩留を低下させな
いことがわかる。
The yield of Example 1 is higher than that of Comparative Example 1,
The yield was the same as that of Comparative Example 2 in which the overlap margin of the wide wiring / hole was made larger than that of the fine wiring. Comparative Example 1
The main cause of the decrease in yield is a short circuit between the semiconductor substrate and the third layer wiring via the through hole 2 arranged outside the wiring in the peripheral circuit. Therefore, as in Example 1 above,
In the connection portion of the wide wiring of the present invention, the wiring width is 10 μm.
By setting the following, it is possible to suppress the resist shrank by UV curing, and the yield is not reduced even if the overlap margin of the wide wiring / hole is set to the same level as the overlap margin of the fine wiring / hole. I understand.

【0034】実施例2 実施例1と同様のプロセスで、下記構成の素子を作製し
た。1層目の配線はメモリセル領域上では0.50μm
幅で、周辺回路の電源ラインとアースラインでは2層目
の配線と接続される領域およびその他の領域も配線幅が
5μm幅で配線されており、2層目の配線はメモリセル
領域上では0.60μm幅で、周辺回路の電源ラインと
アースラインでは1層目および3層目の配線と接続され
る領域およびその他の領域も配線幅が5μmで配置され
ており、3層目の配線はメモリセル領域上では0.80
μm幅で配線されており、周辺回路の電源ラインとアー
スラインでは2層目の配線と接続される領域では配線幅
が10μm、その他の領域では100μm幅で配線され
ている素子を作製した。
Example 2 By the same process as in Example 1, an element having the following constitution was produced. The wiring of the first layer is 0.50 μm on the memory cell area
With respect to the width, in the power supply line and the ground line of the peripheral circuit, the region connected to the second layer wiring and the other regions are also wired with a width of 5 μm, and the second layer wiring is 0 in the memory cell region. The width of the wiring is 60 .mu.m, and in the power supply line and the ground line of the peripheral circuit, the wiring connected to the wirings of the first and third layers and the other areas are also arranged with the wiring width of 5 .mu.m. 0.80 on the cell area
An element having a width of 10 μm in a region connected to the second layer wiring in the power supply line and the ground line of the peripheral circuit and a width of 100 μm in other regions was manufactured.

【0035】実施例2の歩留は50%であり、実施例1
と同様の効果があることが確認された。また、実施例2
をプラスチックパッケージに封入し、寿命を測定した結
果、1層目および2層目の配線のエレクトロマイグレー
ションが抑制されたため、実施例1の約1.5倍の寿命
をもつことがわかった。
The yield of Example 2 was 50%, and
It was confirmed that there is a similar effect to. Example 2
Was encapsulated in a plastic package and the life was measured. As a result, electromigration of the wirings of the first and second layers was suppressed, and it was found that the life was about 1.5 times that of Example 1.

【0036】実施例3 実施例1と同様のプロセスで、下記構成の素子を作製し
た。1層目の配線はメモリセル領域上では0.50μm
幅で、周辺回路の電源ラインとアースラインでは2層目
の配線と接続される領域およびその他の領域も配線幅が
5μm幅で配線されており、2層目の配線はメモリセル
領域上では0.60μm幅で、周辺回路の電源ラインと
アースラインでは1層目および3層目の配線と接続され
る領域およびその他の領域も配線幅が5μmで配線され
ており、3層目の配線はメモリセル領域上では0.80
μm幅で配線されており、周辺回路の電源ラインとアー
スラインでは2層目の配線と接続される領域以外では1
00μm幅で配線されており、接続部とその近傍におい
てのみ配線幅10μmの10本の配線に分割され配線さ
れている素子を作製した。
Example 3 By the same process as in Example 1, an element having the following constitution was produced. The wiring of the first layer is 0.50 μm on the memory cell area
With respect to the width, in the power supply line and the ground line of the peripheral circuit, the region connected to the second layer wiring and the other regions are also wired with a width of 5 μm, and the second layer wiring is 0 in the memory cell region. The width of the wiring is 60 .mu.m, and the wiring connected to the wirings of the first and third layers in the peripheral circuit power supply line and the ground line and other areas are also wired with a wiring width of 5 .mu.m. 0.80 on the cell area
Wired in μm width, and 1 in areas other than the area connected to the second layer wiring in the power supply line and ground line of the peripheral circuit.
An element having a width of 00 μm and divided into 10 wirings having a wiring width of 10 μm only in the connection portion and the vicinity thereof was manufactured.

【0037】実施例3の歩留は62%であり、実施例1
と同様の効果があることが確認された。また、実施例3
の素子について、周辺回路の3層目配線の電源ラインの
電流容量を測定したところ、実施例1の約10倍あるこ
とがわかった。
The yield of Example 3 was 62%.
It was confirmed that there is a similar effect to. In addition, Example 3
When the current capacity of the power supply line of the third layer wiring of the peripheral circuit was measured for the device of No. 3, it was found to be about 10 times that of Example 1.

【0038】なお、上記実施例1〜3では、ホールをす
べてWで埋め込んでいるが、配線材料であるAlまたは
Al合金を成膜後400〜600℃でアニールしたり、
高温でスパッタすることにより配線材料のリフロー性を
向上させてホールを埋め込んでも何ら問題はない。
Although all the holes are filled with W in the above Examples 1 to 3, after the film of the wiring material Al or Al alloy is formed, it is annealed at 400 to 600 ° C.,
There is no problem even if the holes are filled by improving the reflowability of the wiring material by sputtering at a high temperature.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1
に記載の半導体装置によれば、接続部でのレジストのU
Vキュアによるシュランクを抑制でき、幅広の配線/ホ
ールのオーバーラップマージンを微細な配線/ホールの
オーバーラップマージンと同程度に定めても歩留を低下
させない効果がある。請求項2に記載の半導体装置によ
れば、請求項1による効果に加えて、幅広の配線が接続
部で急激に小さくなることを防ぐことが可能となるた
め、エレクトロマイグレーションによる配線の断線を抑
制でき、長期的な信頼性が向上するとともに、寿命が向
上する効果がある。請求項3に記載の半導体装置によれ
ば、請求項1または2による効果に加えて、電源ライン
では配線の電流容量が増加し、またアースラインではノ
イズが強くなる効果がある。
As is apparent from the above description, claim 1
According to the semiconductor device described in (1), U of the resist at the connection portion is
Shrinkage due to V-cure can be suppressed, and even if the overlap margin of wide wiring / hole is set to the same extent as the overlap margin of fine wiring / hole, there is an effect that the yield is not reduced. According to the semiconductor device of the second aspect, in addition to the effect of the first aspect, it is possible to prevent the wide wiring from being abruptly reduced at the connection portion, so that the disconnection of the wiring due to electromigration is suppressed. This has the effect of improving the long-term reliability and improving the life. According to the semiconductor device of the third aspect, in addition to the effect of the first or second aspect, there is an effect that the current capacity of the wiring is increased in the power supply line and noise is increased in the ground line.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る半導体装置の構成例を示す平面図
である。
FIG. 1 is a plan view showing a configuration example of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】半導体装置の別の構成例を示す平面図である。FIG. 2 is a plan view showing another configuration example of a semiconductor device.

【図3】半導体装置の更に別の構成例を示す平面図であ
る。
FIG. 3 is a plan view showing still another configuration example of the semiconductor device.

【図4】レジスト線幅とレジスト後退量の関係を示すグ
ラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between resist line width and resist receding amount.

【図5】従来の半導体装置の構成例を示す平面図であ
る。
FIG. 5 is a plan view showing a configuration example of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12,41,42,51,52,52a〜52c
配線 13,43,53a〜53c ホール W11,W12,W41,W42 配線幅
11, 12, 41, 42, 51, 52, 52a to 52c
Wiring 13, 43, 53a to 53c Holes W11, W12, W41, W42 Wiring width

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 層間絶縁膜にある複数のホールを介して
上下に接続される配線において、接続部の配線幅が10
μm以下であることを特徴とする半導体装置。
1. In a wiring which is vertically connected through a plurality of holes in an interlayer insulating film, a wiring width of a connecting portion is 10
A semiconductor device having a thickness of μm or less.
【請求項2】 前記配線において、一本の配線での接続
部の配線幅と接続部以外の配線幅が等しいことを特徴と
する請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein, in the wiring, a wiring width of a connection portion of one wiring is equal to a wiring width of portions other than the connection portion.
【請求項3】 一本の配線が複数の配線に分割され、分
割された各々の配線の接続部の幅が10μm以下である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装
置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein one wiring is divided into a plurality of wirings, and a width of a connection portion of each of the divided wirings is 10 μm or less.
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